单层级结构下高速铁路枢纽交通集散设计研究

陈建凯，何佳利，肖 亮

（深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 城市与轨道事业部， 广东 深圳 518000)

随着我国高速铁路线网的逐步完善和智能信息技术的快速发展，出行需求进一步释放，人们对高速铁路出行效率和品质的要求日益增加。高速铁路出行效率受到高速铁路枢纽选址、站区集散系统运行效率的影响，而高速铁路枢纽进出站交通直接与城市快速路相连的单层级结构，可以满足人们对出行效率的需求，但存在与周边地区联系差、局部集散效率低、空间品质单一等问题。因此，为了同时实现高速铁路枢纽高效率和高品质集散的目标，应结合高速铁路枢纽交通集散特点，制定合理的交通集散布局方式，提高高速铁路枢纽集散效率[1]。

1 高速铁路枢纽交通集散设计分析

1.1 高速铁路枢纽布局

高速铁路枢纽交通集散系统是指与高速铁路站相互衔接，为高速铁路进出站旅客集散服务的交通运输系统，影响高速铁路枢纽交通集散设计的因素主要与枢纽的布局结构有关。根据高速铁路枢纽衔接路网结构的不同，可以将枢纽布局结构分为“快速体系—干路体系—进出站”多层级结构、“快速体系—进出站”单层级结构与混合结构[2]。结构的选择受到铁路线型、站点选址、空间结构等相关因素的影响，不同结构有其独特的优势与适用性。

多层级结构是指“快速路—城市主/次干路—枢纽集散道路”3层路网体系，该结构逐层分离、层级分明，可以避免不同交通干扰，组织较灵活。单层级结构是指“快速路—枢纽集散道路”2层路网体系，该结构下的高速铁路枢纽临近快速路体系，通过专用快速通道直接连接枢纽站房，外围快速路体系需同时承担过境交通、枢纽交通和城市交通。混合结构是指混合多层级和单层级结构的路网体系，枢纽外围既有临近快速路的一侧，也有远离快速路通过干路衔接的一侧，组织模式灵活多变。

单层级结构下高速铁路枢纽集散系统具有快进快出、定向衔接等独特特征，在一定客流规模下，这种直连模式可以提高枢纽车流集散效率，通过以时间换空间的方式加强枢纽与其他片区的联动发展，扩大枢纽辐射腹地区域和客流集聚效应，交通时效性强。单层级结构组织相对单一，适用于以快速集散为目标的大中型枢纽或城市边缘型枢纽，也适用于规划条件受限的枢纽，如虹桥枢纽[3]、南京南站[4]。但是，随着高速铁路线网逐步完善和“站城融合”理念逐步实现，该结构在应对未来日益增长的大规模客流集散和旅客多元活动需求趋势下会存在相应的问题。从外围衔接来看，存在路网结构单一、客流多元混合的问题；从进出站集散来看，存在依赖小汽车快速进出、客流集散可靠性较低的问题；从内部换乘来看，存在场站封闭换乘、自成一体的问题。依赖快速路小汽车集散方式的枢纽车流组织效率低，不适应未来枢纽大客流规模的趋势发展，与此同时枢纽周边地区客流规模上升，短距离慢行需求增长，在快速路围合和忽略慢行衔接的条件下，单层级结构的枢纽可达性较差，无法满足此部分客流增长。因此，未来单层级结构应满足大客流快速集散的要求，而且应满足高可达和高质量集散的要求。单层级结构如图1所示。

图1 单层级结构Fig.1 Single-layer structure

1.2 单层级交通集散设计目标

随着交通枢纽与周边城市地区融合的要求，旅客不再满足于纯交通功能的集散，更加关注出行链的完整和多元联系，以及枢纽与周边地块的联系。结合高速铁路运行公交化和站城一体化的趋势，进行单层级结构高速铁路枢纽集散系统设计。

（1）理清各类交通流线，外围集散快进快出。因单层级结构的枢纽交通直接与快速路相连，未采用城市主干路或次干路等道路体系逐级分流，外围路网结构呈现“疏”的特征。临近站区的快速路系统中，过境交通、城市交通和枢纽交通等多元交通混合交织。因此，在外围交通集散系统设计时，需要理清各类交通流线，使流线明确清晰互不干扰，并且建立高集散效率的进出站衔接道路系统，发挥枢纽交通集散快进快出的优势。

（2）提倡公共交通优先，均衡进出枢纽压力。进出站集散系统设计以满足快速集散需求为理念，容易造成枢纽过于依赖小汽车集散。例如，上海虹桥站交通集散方式中道路机动化分担比例超过60%，南京南站超过40%，其慢行比例均不足5%。一旦在匝道体系上发生突发事故，短时间无法组织流线转换并疏通，从而造成交通拥堵甚至影响整体集散系统的运行。因此，在进出站交通集散系统设计时，应优先考虑公共交通进出站设施，建立公共交通优先的交通集散系统，均衡枢纽集散压力。大中型城市可以采用“轨道交通集散+公交场站集中集散”和“公交微循环分散集散”方式，小型城市可以采用“快速公交集散+公交微循环分散集散”方式[5]。

（3）强化多样路径进出，内部分散多向集散。在外围快速路与进出站匝道的包围下，枢纽与周边城市空间分割严重，内部集散系统呈现封闭换乘特征，内部集散通道主要来源于交通配套场站设施，集散相对封闭独立。随着未来站城融合的趋势，高速铁路枢纽乘客需求波动较大，组成部分数量较多，较难预测准确[6]，内部集散系统设计时应增强枢纽与周边地区联系，增加慢行连通通道，提倡多点集散的方式多向进出，从而将场站内部集中换乘客流或大广场式客流分散到各个界面，分散旅客进出压力，提高整体集散效率。

1.3 交通集散布局架构

围绕枢纽站区内外区域，考虑单层级结构快速路直连的交通特征与枢纽客流规模持续上升的发展趋势，从外围、进出站、内部系统入手，以快进快出、公交优先、多点集散为目标，分别构建过滤分流、管道有序、分散多点的集散系统，提高枢纽集散效率和高可达性，促进枢纽与城市融合发展。

（1）构建“过滤”的分流分向的外围集散系统。为提高交通集散效率，防止多元交通交织干扰，外围集散系统需要建立“过滤网”，尽可能降低各类交通流互相影响，引导各类交通流线各行其道、分流分向。“过滤网”可以采用立体或平面分离的形式，从空间上减少3类交通流的交织和干扰。立体过滤是指采用立体方式分离，如采用主线下沉或主线上跨分离过境交通与其他交通。而平面过滤是指在平面上通过不同道路或同一道路的主辅路分离各类交通流，如设置多个分隔带逐层分离各种交通。

（2）构建“管道”的分散有序的进出站集散系统。为了发挥系统快速便捷功能，进出站集散系统推荐采用管道化无干扰的形式进行规划设计，结合配套场站内部布局综合设计，引导不同交通方式的流线分散有序进行，包括道路系统与轨道系统。①建立管道化快速进出站道路系统。与外围快速路系统衔接时，应建立管道化道路结构。根据枢纽规模、道路条件与经济投资等实际情况考虑高架或地面快速进出站系统，结合快速路出入口设计定向匝道或专用通道，实现快速集散，并建立循环路系统实现流畅有序的进站与出站流线，避免2股流线重叠与交织，引导不同交通方式的流线在各自场站进出。②建立公共交通主导系统。建立以公共交通为主导的进出站集散系统，大城市可以大力引入轨道交通系统，支撑高客流集散，中小型城市可以引入快速公交系统，倡导公共交通优先，并结合周边地区通过式公交系统建立多点式公共交通集散格局。

（3）构建“分散”的多点高效的内部集散系统。为适用新时期客流新要求，应构建分散式多通道的内部集散系统，构建高效宜距的“小而精”内部系统，强调与周边地区城市慢行系统的结合，扩展疏散界面，增加与周边的慢行联系，并配合公交中途停靠站多点式格局加强慢行网络建设，建立分散多点多向的内部步行集散系统[7]。

2 案例分析

2.1 珠西枢纽江门站

珠西枢纽位于广东省江门市主干路今洲路与快速路江门大道交汇处的东侧，西侧紧邻江门大道，东侧紧邻南车基地。珠西枢纽江门站位于广东省江门市中南部，是国家高速铁路网络与珠三角西翼联系的重要节点，是珠江西岸最大的铁路枢纽，是珠三角地区与粤西联系的交通门户，也是江门市最大铁路车站，场站规模为9台18线[8]。江门站西侧为高速铁路枢纽新城，承担着内外衔接的门户需求，不仅有来自江门各大组团的中、长距离衔接需求，也有枢纽新城的短距离衔接需求，符合未来高速铁路枢纽客流发展趋势。

江门站为“江门大道—进出站” 路网衔接结构，是典型的单层级结构，仅有单一界面可组织，提高集散效率与可达性的需求较为迫切。江门站外围路网体系是由“快速过境—城市交通—枢纽进出”3圈层构成，第1圈层由新会大道、三和大道、江门大道、银鹭大道等快速路构成最外围分流环状路网，第2圈层由枢纽新城内各主次干道构成的经由快速路连接呈现放射状的路网，第3圈层江门大道直接与枢纽相连，为单层级结构的高速铁路枢纽，规划条件有限且不易设计。江门站单层级结构图如图2所示。

（1）枢纽周边交通类型丰富，多重交通易产生交织。江门三区一市空间发展战略规划中将枢纽周边定位为枢纽新城，为江门市的南中心，从而产生通勤、生活、商业等城市交通流；而临近枢纽的江门大道快速路是贯通江门南北的“大动脉”，是江门市主要的过境快速通道。城市开发交通、过境交通和枢纽交通在江门大道短距离界面中混合交织，易产生交通拥堵。

（2）枢纽紧邻江门大道快速路，交通组织界面单一。枢纽西临江门大道，由江门大道可快速对接多条高快速路，提高周边片区与枢纽的便捷性。但是，由于城市用地限制，枢纽处于西侧快速路和东侧南车基地夹缝地带，可利用界面仅有西侧江门大道，交通组织不便。

图2 江门站单层级结构图Fig.2 Single-layer structure of Jiangmen station

（3）枢纽用地空间狭长，换乘空间局限。和常规枢纽不同，江门站用地限制在江门大道与铁路线间的狭长空间，进深仅86 m，场站布设空间有限，不利于配套场站布局，狭长的用地空间给枢纽内部流线组织带来较大的挑战。

根据相关客流预测报告，预测江门站2030年平均日客流发送量为7.1万人/d，最高聚集人数为4 000人，枢纽汇集了多种交通方式。枢纽远期换乘客流关系如图3所示，以此作为基础测算相关配套场站规模。枢纽配套场站规模如表1所示。

2.2 交通集散系统规划设计方案

2.2.1 构建单界面分层过滤的零干扰外围道路集散系统

图3 枢纽远期换乘客流关系Fig.3 Passenger flow transfer relationship of hub in the long term

表1 枢纽配套场站规模 万m2Tab.1 Scale of supporting stations of the hub

江门站枢纽可衔接界面仅有江门大道，进出站通道的单一性对江门大道的规划设计提出了更精细化的要求，需要在江门大道快速路界面处理多类交通，理清各类交通流线，在站区外围布设“分流过滤网”，促进各类交通流线集散效率最大化。

（1）立体过滤过境交通，释放地面道路空间。江门大道采用主道下沉的方式立体过滤过境交通，在保证主道连续的基础上释放地面道路空间，为进出站集散系统提供更多交通组织选择。

（2）联动协调设计周边城市开发与枢纽站区出入口。枢纽周边城市开发集中于江门站西侧，且江门站主要为南行交通需求，因此江门大道西侧辅道交通混杂城市开发交通、江门站进站交通与出站交通。结合站区外围整体的路网结构分析，联动协调优化设计江门大道主辅路出入口，在明德路以北设置快速路出口分流城市开发交通，在站区通过设置“辅道的辅道”分流进站交通与出站交通。各类交通流分类如图4所示。

2.2.2 构建公交优先的多层循环管道化进出集散系统

图4 各类交通流分离Fig.4 Separation of various traffic flows

针对江门大道单界面进出的特点，构建“交通环”进出站集散系统，设置高架匝道、地面掉头道等立体环路，有利于在空间上分散交通组织界面，灵活多向进出，避免过分集中、降低系统拥堵风险。

（1）构建逆时针循环的立体进出站体系，多层多系统成环组织。针对江门站“上进下出”的旅客组织模式和组织界面单一的特点，充分利用江门大道辅道、高架道路等平面空间和竖向空间，采用逆时针单向循环解决单一组织空间限制的问题。一方面构建立体隐形立交，在高架层设计小汽车进站落客平台和公交高架匝道，充分利用立体空间增大组织界面，满足多向快速进站需求；另一方面在江门大道隧道上方地面绿化处设置掉头车道与地下小汽车、出租车停车场出入口，设置多个地下专用通道接入场站。进出站循环系统如图5所示。

图5 进出站循环体系Fig.5 Loop system for incoming and leaving station

（2）打造公交专用匝道系统，促进公交优先。从实际情况出发，短期内不能实现轨道交通工程，江门站的交通接驳在较长一段时期以机动车为主导交通，因此应以公交优先为原则，促进公交快进快出，结合江门站铁路出发层和到达层布局，在枢纽南侧设置2层公交场站，使得公交“落客即进站、出站即上客”，并设置公交专用匝道系统快速组织进出。

2.2.3 构建多点分散的换乘便捷一体化的内部集散系统

江门站内部场站用地空间狭长，换乘流线多样，若仅以场站内部换乘，带来的是疏散空间拥堵引起长时耗的矛盾。因此，基于车站特点，以换乘距离与疏散空间2个指标为评估标准，秉承紧凑布局、分区明确、公交优先、立体组织的设计理念，从关注乘客体验进行内部集散系统方案综合设计。

（1）立体短距换乘布局，到发分离。利用有限空间进行内部组织，配套场站采用立体集中布局的形式[9]。结合铁路出发层和到达层条件，以公交优先为原则考虑换乘通道，实现接驳交通“ 上落”对应铁路“ 到发”，尽可能让接驳交通上客区靠近铁路出发层，接驳交通下客区靠近铁路到达层，从而减少乘客步行换乘距离，打造紧凑、灵活的换乘系统，也符合未来高速铁路公交化运行和枢纽信息化的高效换乘趋势。场站布局如图6所示。

图6 场站布局Fig.6 Layout of supporting stations

（2）构建连续步行网络体系，多点集散。在江门大道东西两侧建立跨街天桥与地下通道，构建与枢纽新城主干路相连的连续步行网络。一方面打破江门大道单界面的组织困局，增大旅客疏散空间与方向多元化，吸引包括公交中途站、网约车上落客区等西侧多样交通点的集散客流。另一方面将江门站融入西侧枢纽新城中，促进江门站与枢纽新城紧密联系，扩大客流效益。

2.2.4 仿真模拟

运用Vissim仿真软件对优化前后的枢纽集散系统进行模拟分析，优化前是指江门站采用东侧场站式集散，依赖于高架进出站系统；优化后是指江门站在采用东侧场站式集散的基础上增加西侧辅助公交中途站、小汽车临时上落客区等中途式集散，围绕江门大道和今洲路集散。模拟结果显示，优化后高架匝道机动车延误减少效果明显，小汽车平均延误减少31.6%，公交车平均延误减少14.1%。枢纽优化前后平均延误时间分析如表2所示。

表2 枢纽优化前后平均延误时间分析 sTab.2 Analysis of average delay time before and after optimization of hub

3 结束语

在高速铁路公交化运行和枢纽信息化发展趋势下，高速铁路站区与周边片区的联系愈来愈密切，而当前我国单层级结构下的高速铁路枢纽交通集散模式存在着不适应发展的问题。因此，围绕单层级结构的特点和未来枢纽的发展功能目标，从站区外围、进出站、内部集散系统3个层次，以“过滤、管道、分散”为目标与策略，分系统、分目标、整体协调地提出各系统规划设计优化策略，为大客流趋势下应用单层级结构的高速铁路枢纽提供设计参考，为提高枢纽集散效率提供设计思路。另外，还应进一步研究高速铁路枢纽多点集散设施与周边城市融合关系，以及枢纽交通集散网络的优化与协调。